Modified hybrid finite-discrete element modeling of compressive failure in alumina ceramics
Notice bibliographique
Résumé
This paper presents a modified hybrid finite-discrete element model (HFDEM) for alumina ceramics, validated using quasi-static uniaxial compression experiments coupled with digital image correlation techniques. The model introduces a modified cohesive constitutive behavior with a general form of damage evolution law (including linear and power-law forms), adaptable to two types of alumina ceramics, to describe the processes of cracks growth from existing defects. Additionally, the model accounts for material flaw distribution by incorporating a microscopic stochastic fracture model. The modified HFDEM captures various phenomena involved in the compressive failure of advanced ceramics, including fracture growth following the axial loading direction, as well as catastrophic failure and fragmentation behavior. The proposed model was validated by comparing simulated quasi-static compressive stress–strain responses with experimental results. The model successfully reproduced two distinct fracture patterns observed in compression experiments, demonstrating its ability to accurately predict the mechanical response of alumina ceramics under uniaxial compressive loading. Once validated, the effects of some mechanical properties (e.g., Poisson’s ratio, elastic modulus, shear strength, and tensile strength) on the compressive stress–strain responses were explored. Notably, the compressive strength is primarily governed by the behavior of the crack elements in the model, which correspond to material flaws. The effect of increasing tensile strength on compressive strength becomes less significant. Conversely, shear strength significantly affects the peak compressive strength. Overall, this study provides a qualitative (e.g., fracture and fragmentation behavior) and quantitative (e.g., stress–strain response) understanding of alumina ceramic under quasi-static uniaxial compressive loading.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».